Schutzisolierter Netzanschluss mit Überspannungsableitern

Abstract

 Netzanschluss mit Überspannungsableitern zum Schutz einer elektrischen Betriebsstätte gegen Überspannungen, gekennzeichnet durch die Reihenschaltung von mindestens einem Überspannungsableiter einer 1. Art (A), der den Netzfolgestrom zu löschen vermag, mit mindestens einem Überspannungsableiter einer 2. Art (F), wobei die Isolierung des Überspannungsableiters der 1. Art (A) bzw. der 2. Art (F) im ungezündeten Zustand den Anforderungen der Betriebsisolierung bzw. der zusätzlichen Isolierung bei Schutzisolierung bzw. der zusätzlichen Isolierung bei Schutzisolierung entspricht und wobei durch beide Ableiter die bei direktem Blitzeinschlag oder nuklearen elektromagnetischen Pulsen (NEMP) auftretenden Ströme ohne Beeinträchtigung des Schutzes abführbar sind. (Fig.)

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Netzanschluß mit überspannungsableitern zum Schutz einer elektrischen Betriebsstätte gegen Überspannungen.

[0002] Die Schutzmaßnahme Schutzisolierung (VDE 0100/5.73 § 7) bietet beim Netzanschluß insbesondere von transportablen elektrischen Betriebsstätten Vorteile:

1. Unabhängigkeit von der Schutzmaßnahme des jeweiligen speisenden Netzes,

2. Unabhängigkeit von den jeweiligen Erdungsverhältnissen. Solche transportablen Betriebsstätten mit schutzisoliertem Netzanschluß sind bekannt (VDE 0800 Teil 2b/11.76 § 20).

[0003] Die Schutzisolierung ist eine vollkommen in sich selbst wirksame Schutzmaßnahme, ohne daß Schutzleiter und zusätzliche Schutzorgane eingesetzt mitwirken. Bei der Schutzisolierung wird nicht mit einem Versagen gerechnet.

[0004] Bei. der Schutzisolierung wird zwischen doppelter und verstärkter Isolierung unterschieden (VDE 0730 Teil 1/3.72 § 2b) 10 bzw. 11). Die doppelte Isolierung besteht aus der Betriebsisolierung und aus der sogenannten zusätzlichen Isolierung (VDE 0730 Teil 1/3.72 §2b) 8 bzw. 9). Die Betriebsisolierung schließt im Gegensatz zur zusätzlichen Isolierung ein Versagen nicht aus. Die verstärkte Isolierung ist eine einzige, jedoch der doppelten Isolierung gleichwertige Isolierung. Sie darf jedoch nur dann angewendel werden, wenn eine getrennte Anordnung von Betriebs-und zusätzlicher Isolierung offensichtlich unmöglich ist (VDE 0730 Teil 1/3.72 § 220)).

[0005] Transportable Betriebsstätten beispielsweise Richtfunkstationen werden häufig an Orten aufgestellt, an denen oder in deren Umgebung mit Blitzeinschlägen zu rechnen ist, weshalb ein Schutz gegen Überspannungen erforderlich ist. Beim schatzisolierten Netzanschluß muß die Überspannungsschutzschaltung so zuverlässig sein wie die Schatzisolienung, so daß mit einen Versagen und daraus resultierender zu hoher Berührungsspannung nicht gerechnet werden muß.

[0006] Maßnahmen zum Schutz gegen Überspannungen sind in der Praxis bisher nur in Verbindung mit Schutzmaßnahmen durch Schutzleiter und Schutzorgane (VDE 0100/5.73 §§ 9 - 14) bekannt geworden (beispielsweise durch Nullung, Schutzerdung, Fehlerstromschutzschaltung usw.), dagegen nicht in Verbindung mit Schutzisolierung.

[0007] in den VDE-Bestimmung 0345 (DIN 57845) "Schutz vor Fernmeldeanlagen gegen Überspannungen" ist eine Überspannungsschutrschaltung für den schutzisolierten Netzanschluß von transportablen Betriebsstätten der Fernmeldetechnik nach VDE 0800 Teil 2b/11.76 § 20 beschrieben (Abs. 3.11.6, Bild 6).

[0008] Diese Schaltung entspricht zwar den Anforderungen des Schutzes gegen Überspannungen, jedoch nicht den Anforderungen der Schutzmaßnahme Schutzisolierung bei Einsatz von im Handel erhältlichen überspannungsableitern. Letztere weisen ein begrenztes Isolationsvermögen auf und können zu ganz gefährlichen Situationen führen, da beispielsweise nach einem ersten Ansprechen der Überspannungsableiter deren Isolationswiderstand stark absinken kann. Es wurde deshalb eine Leckstromüberwachung der Überspannungsableiter vorgeschlagen (VDE 0845a), um ein Absinken des Isolationswiderstandes z erkennen, bzw. um im Fehler fall die Netzleiterverbindung mittels Schalter auszulösen. Der Erdungswiderstand dieser Schutzmaßnahme muß unter einem vorgesehenen Wert liegen, er muß überprüft bzw. gemessen und bei längerem Einsatz am gleichen Ort auch in vorgegebenen Zeitabständen überwacht werden, wozu eine Fachkraft erforderlich ist. Abgesehen davon, daß ein ausreichend niedriger Erdungswiderstand häufig überhaupt nicht realisiert werden kann. beispielsweise bei Aufstellung der Betriebsstätten auf Beten, Fels, Sand usw., ist es für den Anwender sehr aufwendig und unbefriedigend, wenn die Sicherheit im norm len betrieb nur durch umfangreiche Überwachung und Routinemessungen gewährleistet werden kann. Solche Maßnahmen sind auch nicht im Sinne der Schutzmaßnahme Schutzisolierung, die dem Anwerder einen zuverlässigen völlig in sie.: wirksanen Schutz bieter sell.

[0009] Aufgabe der Erfindung war es deshalb, einen Netzanschluß mit Überspannungsschutz und mitSchutzisolierung nach VDE 0100 (Schutz gegen zu hone Berührungespannungen) anzugeben, wobei keine aufwendiger. Maßnahmen seitens des Anwenders erforderlich sind und wobei der Schufz nach Ableitung auch großer Ströme, wie sie z.B. bei direkten Blitzeinschlägen vorkommen, erhalten bleibt.

[0010] Die Lösung erfolgt mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln.

[0011] Mit der Erfindung wird ein schutzisolierter Netzanschluß mit überspannungsschutz ermöglicht, dessen Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen auch bei direkten Blitzeinschlägen keine Beeinträchtigung erfährt.

[0012] Es folgt eine Beschreibung der Erfindung anhand der Figur. Die Figur stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Eine beispielsweise transportable elektrische Betriebsstätte wird über ein Netzkabel, das den stromführenden Leiter L, den Mittelleiter N und den Schutzleiter PE enthält, mit einem Netz verbunden.

[0013] Die stromführenden Leiter sind über übliche Schalter und Sicherungen auf den Zwischentransformator des Netzanschaltgerätes NAG der Betriebsstätte schaltbar. Alle Leiter des Netzanschlusses sind unmittelbar am Eintritt in das Fahrzeug mit überspannungsableitern der 1. Art A verbunden, deren Fußpunkte auf den Kopfpunkt eines überspannungsableiters der 2. Art F, einer Funkenstrecke, angeschlossen sind. Der Fußpunkt der Funkenstrecke F ist mit einer Potentialausgleichsschiene AS, die innerhalb der Betriebsstätte verläuft, verbunden. Die Potentialausgleichsschiene AS ist ihrerseits mit dem Fahrzeuggehäuse FG und über den äußeren Erdanschluß E mit Erde verbunden. Die metallenen Gehäuse des Netzanschlußgerätes NAG sowie der anderen Fernmeldegeräte in der Betriebsstätte sind über einen Potentialausgleichsleiter PAL an der Potentialausgleichsschiene AS angeschlossen.

[0014] Die Überspannungsableiter der 1. Art müssen den in VDE 0675 "Richtlinien für Überspannungsschutzgeräte, Teil 1 Ventilableiter für Wechselspannungsnetze" für Niederspannungsnetze (Spannungen bis zu 1000 Volt) festgelegten Anforderungen genügen und insbesondere das in VDE 0675 geforderte Löschverhalten aufweisen, und zwar auch bei direkten Blitzeinschlägen. Ihre Zuverlässigkeit entspricht der einer Betriebsisolierung. Der Überspannungsableiter der 2. Art F, die Funkenstrecke, bildet die zusätzliche Isolierung der Überspannungsschutzschaltung. Die Bemessung der Funkenstrecke F hat so zu erfolgen, daß sie den Summenstrom der drei Überspannungsableiter der 1. Art A aufnehmen kann. Zu beachten ist, daß die Schutzisolierung SI (in der Figur strichliert dargestellt) eine Spannungsfestigkeit aufweist, die mindestens der Summe aus der Ansprechspannung der Funkenstrecke F und der Ansprechspannung der Überspannungsableiter der 1. Art A entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Isolation des Netzanschlusses sowohl gegen das Fahrzeuggehäuse FG als auch gegen den Ausgangskreis des Zwischentransformators die für Schutzisolierung erforderliche Zuverlässigkeit besitzen muß.

Ansprüche

1. Netzanschluß mit Überspannungsableitern zum Schutz einer elektrischen Betriebsstätte gegen überspannungen, gekennzeichnet durch die Reihenschaltung von mindestens einem überspannungsableiter einer 1. Art (A), der den Netzfolgestrom zu löschen vermag, mit mindestens einem Überspannungsableiter einer 2. Art (F), wobei die Isolierung des Überspannupgsableiters der 1. Art (A) bzw. der 2. Art (F) im ungezündeten Zustand den Anforderungen der Betriebsisolierung bzw. der zusätzlichen Isolierung bei Schutzisolierung entspricht und wobei durch beide Ableiter die bei direktem Blitzeinschlag oder nuklearen elektromagnetischen Pulsen (NEMP) auftretenden Ströme ohne Beeinträchtigung des Schutzes abführbar sind.

2. Netzanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überspannungsableiter der 1. Art (A) aus einer Reihen-und/oder einer Parallel-Schaltung von Varistoren und/oder Funkenstrecken besteht.

3. Netzanschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsableiter der 2. Art (F) aus einer Reihen- und/oder Parallel-Schaltung von Funkenstrecken und/oder aus einer Reihenschaltung von Funkenstrecken und Varistoren besteht.

4. Netzanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überspannungsableiter der 1. Art (A) mit ihren Kopfpunkten jeweils an einen Leiter (L, N, PE) des stromzuführenden Netzes und der Überspannungsableiter der 2. Art (F) mit seinem Fußpunkt an die Potentialausgleichsschiene (AS) der Betriebsstätte angeschlossen sind.

5. Netzanschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialausgleichsschiene (AS) geerdet (E) und mit dem Gehäuse (SG) der Betriebsstätte verbunden ist.

6. Netzanschluß nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallenen Gehäuse des Netzanschaltgeräts (NAG) bzw. der Fernmeldegeräte im Innern der Betriebsstätte über einen Potentialausgleichsleiter (PAL) mit der Potentialausgleichsschiene (AS) verbunden sind.

7. Netzanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Überspannungsableiter der 1. bzw. 2. Art nach Patent ....... (Anmeldung P ......., BK 79/66) bzw. nach Patent ....... (Anmeldung P ......., BK 79/67), beide angemeldet von DEHN + SÖHNE und AEG-TELEFUNKEN AKTIENGESELLSCHAFT mit derselben Anmeldepriorität wie vorliegende Anmeldung.

8. Netzanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Überspannungsbleiter der 1. Art nach Patent ....... (Anmeldung P ......, Zusatzanmeldung zu P 23 37 743 bzw. P 26 27 648, angemeldet von DEHN + SÖHNE mit gleicher Priorität wie vorliegende Anmeldung).

Zeichnung